水泥混凝土路面裂縫成因及綜合防治

農(nóng)澤

（大新縣公路管理所廣西崇左　532300）

水泥混凝土路面裂縫成因及綜合防治

農(nóng)澤

（大新縣公路管理所廣西崇左532300）

水泥混凝土路面施工技術(shù)不斷成熟，但有一些缺陷出現(xiàn)，其中最明顯的缺陷就是裂縫，裂縫的存在使道路的使用性能受到影響，同時(shí)減少了道路的使用壽命。對(duì)水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)性地提出了相應(yīng)的防治措施。

水泥混凝土路面；裂縫原因；裂縫預(yù)防措施

1　前言

隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，道路建設(shè)里程不斷增加，對(duì)于道路存在問題的研究也來越多，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷完善的同時(shí)，理論研究也趨于成熟，裂縫作為水泥混凝土路面主要病害之一，很多專家都對(duì)其做過深入的研究，得出的一致結(jié)論是：水泥混凝土路面的裂縫是不可避免的，但有害程度是可以控制的。本文對(duì)水泥混凝土路面裂縫的種類、分類、成因以及預(yù)防措施做了簡(jiǎn)單介紹，旨在使裂縫的危害程度降到最低，更好地提高道路的使用性能。

2　裂縫的種類

混凝土路面常見的裂縫有縱縫、橫縫和淺表層發(fā)狀裂縫三種。其中，縱縫的危害較大，從外觀上看縱縫一般較長(zhǎng)較寬，并且最終容易擴(kuò)展成網(wǎng)狀裂縫，對(duì)于道路的損害是極其嚴(yán)重的。橫縫因其危害程度的不同可以分為兩種：一種橫縫的外觀主要表現(xiàn)為縫短而細(xì)淺，主要出現(xiàn)在混凝土硬結(jié)以前，對(duì)于此種橫縫可以通過抹面加以緩解，并注意做好混凝土的養(yǎng)生工作，危害較?。涣硪环N出現(xiàn)在混凝土硬結(jié)以后，早期這種橫縫較細(xì)，通車以后經(jīng)過一段時(shí)間縫逐漸變寬，引起混凝土板塊的斷裂，所以這種裂縫對(duì)于路面的破壞是非常嚴(yán)重的。淺表層發(fā)狀裂縫，顧名思義它只是面層裂紋，不深入混凝土內(nèi)部，在外觀上看呈不規(guī)則的多邊形，這種裂縫會(huì)導(dǎo)致面層損壞，并不深入混凝土內(nèi)部，但是此種裂縫會(huì)影響路面的耐久性和抗磨性，施工中也要嚴(yán)控質(zhì)量關(guān)，以防止此種裂縫的發(fā)生。

3　水泥混凝土路面裂縫的分類

（1）根據(jù)裂縫厚度方向發(fā)生程度的不同，可以分為表面裂縫和貫穿裂縫?；炷粱旌狭线^早過快干縮是引起表面裂縫的主要原因，這種裂縫在外觀上表現(xiàn)為厚度方向未完全斷裂，水泥混凝土路面出現(xiàn)表面裂縫以后，如不及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)可能會(huì)發(fā)展成為貫穿裂縫，貫穿裂縫是已折斷成兩塊以上的裂縫。

（2）按裂縫發(fā)生方向的不同可以分為：橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫。

（3）按裂縫發(fā)生時(shí)期的不同可以分為：早期裂縫、使用期裂縫。

（4）按路面損壞程度的不同可以分為：輕微、中等、嚴(yán)重。

4　水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因

應(yīng)力作用是引起水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫的根本原因，外在的應(yīng)力主要包括：溫度應(yīng)力與荷載應(yīng)力，當(dāng)外在應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度及與基層間的摩擦力（包括靜摩擦力和粘結(jié)剪應(yīng)力）時(shí)，混凝土路面就會(huì)破壞。歸納為四個(gè)方面的因素：路用材料因素、混凝土配合比因素、路面結(jié)構(gòu)層施工不當(dāng)?shù)囊蛩丶笆┕すに嚨囊蛩亍?/p>

4.1路用材料因素

（1）水泥的性能指標(biāo)不合格，主要表現(xiàn)在水泥的安定性差及水泥的水化熱過高，水泥的指標(biāo)不達(dá)標(biāo)會(huì)影響路面質(zhì)量并導(dǎo)致混凝土裂縫。

（2）使用干縮率大的材料做混凝土路面也易裂縫，典型的干縮率大的材料如火山灰、礦渣等，不宜用做水泥混凝土路面材料，所以在路面材料的選擇上要綜合考慮。

（3）砂石集料含泥量及有機(jī)物含量超標(biāo)，會(huì)引起水泥與砂石之間粘結(jié)不良，在外界應(yīng)力的作用下水泥混凝土路面極易破壞，從而造成早期裂縫。

4.2混凝土配合比因素

（1）并不是水泥用量越多，水泥混凝土的質(zhì)量就越好，水泥用量過多，也會(huì)引起混凝土裂縫，由于混凝土的收縮率正比于水泥用量，體積干縮只是水泥引起的，砂石集料不會(huì)干縮，所以施工中控制好水泥用量至關(guān)重要。

（2）水灰比偏大，為了滿足混凝土和易性，施工中往往采用較大的水灰比。實(shí)驗(yàn)表明水灰比0.27左右是水泥完成水化反應(yīng)所需的一般值。若采用較大的水灰比，多余的水分會(huì)隨著混凝土結(jié)硬過程逐步蒸發(fā)，引起混凝土內(nèi)部空隙增大，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致混凝土裂縫。

（3）含砂率偏大，則單位體積下的混凝土用灰量和用水量都相應(yīng)增加，干縮量也因此而增大，較大的干縮量容易引起混凝土板塊裂縫。

4.3路面結(jié)構(gòu)層施工不當(dāng)?shù)囊蛩?/p>

路面結(jié)構(gòu)層的施工不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，基層施工不當(dāng)主要表現(xiàn)在：標(biāo)高失控、施工不平整、基層干燥、壓實(shí)不足等，產(chǎn)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致開裂；面層施工不當(dāng)主要表現(xiàn)在：混凝土混和料攪拌不均勻，運(yùn)輸過程中產(chǎn)生分層離析，養(yǎng)護(hù)不合理等原因。

4.4施工工藝的因素

裂縫的產(chǎn)生往往與施工工藝有著直接的關(guān)系，施工工藝的影響主要包括兩個(gè)方面：可控因素影響、偶然因素影響。

（1）可控的影響因素是施工工藝中主要的影響因素，是可以人為控制的影響因素，與施工方法、施工技術(shù)的成熟程度、專業(yè)施工器械的使用、養(yǎng)護(hù)過程息息相關(guān)，例如：混凝土集料攪拌時(shí)間不夠、傳力桿安裝不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、拆模過早或冬季施工過早去除保溫層、施工車輛過早放行等等，對(duì)于由可控因素引起的混凝土路面裂縫，在施工過程中必須嚴(yán)格把關(guān)。

（2）偶然的影響因素是施工工藝中次要的影響因素，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的影響因素，例如：因停電、機(jī)械故障、下雨等原因造成的施工中斷以及氣溫的突然下降過大，偶然因素的影響是次要的，施工中可以通過相應(yīng)的措施加以彌補(bǔ)。

5　預(yù)防措施

5.1從材料上控制

（1）施工前要檢測(cè)水泥的安定性及強(qiáng)度，安定性差、強(qiáng)度不足的水泥不得使用，應(yīng)選擇同一廠家、同一批號(hào)、同一標(biāo)號(hào)的水泥，水化熱低、干縮量小并且由旋轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)的道路硅酸鹽水泥質(zhì)量較好，施工時(shí)建議選擇此類水泥，同時(shí)選擇水泥時(shí)還要考慮施工季節(jié)的影響。

（2）火山灰水泥或礦渣水泥屬于干縮率大的材料，在混凝土路面施工中不宜使用。

（3）砂石集料含泥量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)重新選擇質(zhì)量合格的料源，骨料的含泥量應(yīng)控制在3%以內(nèi)，石子的硬度和抗壓碎能力應(yīng)達(dá)標(biāo)，骨料的級(jí)配應(yīng)滿足施工圖紙中的要求。

5.2從配合比上控制

（1）在混凝土強(qiáng)度滿足的前提下，水泥用量應(yīng)進(jìn)行合理控制，標(biāo)號(hào)高的硅酸鹽道路水泥強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好，可以選為混凝土路面材料。

（2）在拌和材料時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土水灰比，水泥用量誤差不超過1%。

（3）及時(shí)測(cè)試含砂率，以便調(diào)整用水量。為保持水灰比準(zhǔn)確，可以通過使用合適的減水劑改善混凝土和易性。用水量誤差應(yīng)控制在1%以內(nèi)，外加劑誤差應(yīng)不超過2%。

5.3從路面結(jié)構(gòu)層施工上控制

5.3.1基層質(zhì)量的控制

（1）對(duì)于水泥混凝土路面，應(yīng)采用水泥穩(wěn)定類基層，條件允許的地區(qū)可采用水泥穩(wěn)定風(fēng)化料基層。水泥的含量一般應(yīng)控制在4～5%之間。

（2）為保證拌和物的均勻性和配料準(zhǔn)確，基層料的拌和建議采用廠拌法。

（3）基層施工時(shí)，嚴(yán)格控制頂面標(biāo)高和平整度，按照規(guī)范要求進(jìn)行碾壓。

（4）加強(qiáng)基層的養(yǎng)護(hù)工作，在混凝土路面施工之前應(yīng)保證基層面的濕潤(rùn)狀態(tài)。

5.3.2面層質(zhì)量的控制

（1）為保證和易性，應(yīng)準(zhǔn)確掌握拌和物配合比并嚴(yán)格控制用水量。采用機(jī)械拌和時(shí)間必須滿足不少于90s，若拌和過程中須摻外加劑，攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。拌和前檢測(cè)集料溫度，若集料溫度過高，應(yīng)采取降溫措施再配料拌和。原材料進(jìn)入攪拌筒有明確的順序，先后依次為石子、水泥、砂。

（2）混凝土路面施工前，為保證施工的連續(xù)性，應(yīng)提前做好各種準(zhǔn)備工作，保證各種機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）混凝土路面鋪設(shè)完成后，一定要做好路面的養(yǎng)生工作?；炷聊婀ぷ魍瓿?h后，用手指輕壓混凝土表面，如果沒有痕跡則開始進(jìn)行養(yǎng)生。常用的方法為草簾覆蓋，上面灑水濕潤(rùn)，根據(jù)混凝土表面濕度情況確定灑水次數(shù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間視氣溫而定但不得少于14d。

5.4從施工工藝上控制

5.4.1可控因素的控制

（1）根據(jù)機(jī)械性能準(zhǔn)確掌握混凝土的拌和時(shí)間，拌和好的混凝土在外觀上表現(xiàn)為顏色均勻一致、干濕一致。

（2）安裝傳力桿時(shí)要注意，傳力桿軸線方向與切割面相互垂直。為防止傳力桿破壞，在傳力桿上均勻涂瀝青隔層或套塑料管。

（3）養(yǎng)護(hù)時(shí)為了操作方便往往采用沒有覆蓋物的灑水養(yǎng)護(hù)，這種養(yǎng)護(hù)方法不夠合理，必須采用優(yōu)質(zhì)養(yǎng)護(hù)劑或濕法養(yǎng)護(hù)，同時(shí)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間必須要有保證，根據(jù)混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)情況確定養(yǎng)護(hù)天數(shù)，一般宜為14～21d。

（4）根據(jù)季節(jié)及溫度情況、施工規(guī)范要求，保證拆模時(shí)間不早于最早拆模時(shí)間。

（5）混凝土路面開放交通的時(shí)間必須嚴(yán)格控制，過早地開放交通，混凝土強(qiáng)度還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，對(duì)于路面的損害會(huì)很嚴(yán)重。

5.4.2偶然因素的控制

（1）混凝土路面施工開盤前，要充分做好準(zhǔn)備工作，仔細(xì)檢查各種機(jī)具設(shè)備，確保其完好。對(duì)于出現(xiàn)故障的設(shè)備，要及時(shí)修理，嚴(yán)禁機(jī)具帶病作業(yè)，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)要有備用機(jī)具，為保證施工的連續(xù)性，運(yùn)輸?shù)缆繁仨殨惩o阻。對(duì)于可能遇到的氣候突變、停電、停料等情況，應(yīng)提前做好相應(yīng)的預(yù)案。

（2）對(duì)于溫差變化較大的季節(jié)或地區(qū)，水泥混凝土路面施工時(shí)，要注意由溫度變化引起的影響，在振搗完畢后，要立即架設(shè)遮陽棚，避免陽光直接照射。

6　結(jié)語

要防治混凝土路面早期裂縫，必須從原材料、設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)環(huán)節(jié)重視質(zhì)量，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范辦事，嚴(yán)控各個(gè)檢查、試驗(yàn)、監(jiān)理、監(jiān)督環(huán)節(jié)，采取有效的設(shè)備、機(jī)械、精心設(shè)計(jì)、精心施工。不合格材料堅(jiān)決不入場(chǎng)，不合格設(shè)備、機(jī)械堅(jiān)決不使用，不合格的工藝不許開工，不應(yīng)該施工的時(shí)間不作業(yè)。要進(jìn)行充分調(diào)研，進(jìn)行必要試驗(yàn)，安排一定試驗(yàn)路段，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)生產(chǎn)。

[1]《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJD40-2011）[S].

[2]《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTJF30-2003）[S].

[3]《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（CJJ169-2011）[S].

[4]馮乃謙.實(shí)用混凝土大全[M].北京：科學(xué)出版社，2001.

U418.6

A

1673-0038（2015）15-0190-02

2015-3-11

農(nóng)澤（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)及農(nóng)村公路建設(shè)（水泥混凝土路面）工作。